第11篇 弹簧

第1章 弹簧的类型、性能与应用11－3

第2章 圆柱螺旋弹簧11－8

1 圆柱螺旋弹簧的型式、代号及应用11－8

2 弹簧材料及许用应力11－10

3 圆柱螺旋压缩弹簧11－15

3.1 圆柱螺旋压缩弹簧计算公式11－15

3.2 圆柱螺旋弹簧参数选择11－17

3.3 压缩弹簧端部型式与高度、总圈数等的公式11－18

3.4 螺旋弹簧的稳定性、强度和共振的验算11－19

3.5 圆柱螺旋压缩弹簧计算表11－20

3.6 圆柱螺旋弹簧计算用系数C，K，K1，8πKC3（摘自GB1239-1976）11－28

3.7 圆柱螺旋压缩弹簧计算示例11－29

3.8 组合弹簧的设计计算11－32

3.9 组合弹簧的计算示例11－33

3.10 圆柱螺旋压缩弹簧的压力调整结构11－35

3.11 圆柱螺旋压缩弹簧的应用实例11－35

4 圆柱螺旋拉伸弹簧11－37

4.1 圆柱螺旋拉伸弹簧计算公式11－37

4.2 圆柱螺旋拉伸弹簧计算示例11－38

4.3 圆柱螺旋拉伸弹簧的拉力调整结构11－41

4.4 圆柱螺旋拉伸弹簧应用实例11－42

5 圆柱螺旋扭转弹簧11－44

5.1 圆柱螺旋扭转弹簧计算公式11－44

5.2 圆柱螺旋扭转弹簧计算示例11－45

5.3 圆柱螺旋扭转弹簧安装及结构示例11－46

5.4 圆柱螺旋扭转弹簧应用实例11－47

6 圆柱螺旋弹簧制造精度、极限偏差及技术要求11－48

6.1 冷卷圆柱螺旋压缩弹簧制造精度及极限偏差11－48

6.2 冷卷圆柱螺旋拉伸弹簧制造精度及极限偏差11－48

6.3 热卷圆柱螺旋弹簧制造精度及极限偏差11－49

6.4 冷卷圆柱螺旋扭转弹簧制造精度及极限偏差11－50

6.5 圆柱螺旋弹簧的技术要求11－51

7 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧11－51

7.1 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算公式11－52

7.2 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧有关参数的选择11－53

7.3 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算示例11－54

第3章 截锥螺旋弹簧11－56

1 截锥螺旋弹簧的结构形式及特性11－56

2 截锥螺旋弹簧的分类11－56

3 截锥螺旋弹簧的计算公式11－57

4 截锥螺旋弹簧的计算示例11－59

5 截锥螺旋弹簧应用实例11－60

第4章 蜗卷螺旋弹簧11－62

1 蜗卷螺旋弹簧的特性曲线11－62

2 蜗卷螺旋弹簧的材料及许用应力11－62

3 蜗卷螺旋弹簧的计算公式11－62

4 蜗卷螺旋弹簧的计算示例11－64

4.1 等螺旋角蜗卷螺旋弹簧的计算11－64

4.2 等节距蜗卷螺旋弹簧的计算11－66

4.3 等应力蜗卷螺旋弹簧的计算11－68

第5章 多股螺旋弹簧11－69

1 多股螺旋弹簧的结构、特性及用途11－69

2 多股螺旋弹簧的材料及许用应力11－69

3 多股螺旋弹簧的参数选择11－70

4 多股螺旋压缩、拉伸弹簧设计主要公式11－70

5 多股螺旋压缩、拉伸弹簧几何尺寸计算11－72

6 多股螺旋压缩弹簧计算示例11－73

第6章 碟形弹簧11－76

1 碟形弹簧的特点与应用11－76

2 碟簧(普通碟簧)的分类及系列11－76

3 碟形弹簧的计算11－79

3.1 单片碟形弹簧的计算公式11－79

3.2 单片碟形弹簧的特性曲线11－81

3.3 组合碟形弹簧的计算公式11－81

4 碟形弹簧的材料及许用应力11－82

4.1 碟形弹簧的材料11－82

4.2 许用应力及极限应力曲线11－83

4.2.1 载荷类型11－83

4.2.2 静载荷作用下碟簧的许用应力11－83

4.2.3 变载荷作用下碟簧的疲劳极限11－83

5 碟形弹簧的技术要求11－84

5.1 导向件11－84

5.2 碟簧参数的公差和偏差11－84

5.3 碟簧表面的粗糙度11－85

5.4 碟簧成形后的处理11－85

6 碟形弹簧计算示例11－85

7 碟形弹簧工作图11－88

8 碟形弹簧应用实例11－88

第7章 开槽碟形弹簧11－90

1 开槽碟形弹簧的特性曲线11－90

2 开槽碟形弹簧设计参数的选择11－90

3开槽碟形弹簧的计算公式11－91

4 开槽碟形弹簧计算示例11－92

第8章 膜片碟簧11－95

1 膜片碟簧的特点及用途11－95

2 膜片碟簧参数的选择11－96

3 膜片碟簧的基本计算公式11－97

4 膜片碟簧的计算方法11－98

5 膜片碟簧的技术条件11－98

第9章 环形弹簧11－99

1 环形弹簧的特性曲线11－99

2 环形弹簧的材料和许用应力11－100

3 环形弹簧设计参数选择11－100

4 环形弹簧计算公式11－100

5 环形弹簧计算示例11－102

6 环形弹簧应用实例11－103

7 环形弹簧的技术要求11－103

第10章 片弹簧11－104

1 片弹簧的结构与用途11－104

2 片弹簧材料及许用应力11－105

3 片弹簧计算公式11－105

4 片弹簧计算示例11－107

5 片弹簧技术要求11－108

6 片弹簧应用实例11－108

第11章 板弹簧11－110

1 板弹簧的类型和用途11－110

2 板弹簧的结构11－110

2.1 弹簧钢板的截面形状11－110

2.2 主板的端部结构11－111

2.3 副板端部结构11－112

2.4 板弹簧中部的固定结构11－113

2.5 板弹簧两侧的固定结构11－113

3 板弹簧材料及许用应力11－114

3.1 板弹簧材料及力学性能11－114

3.2 许用弯曲应力11－114

4 板弹簧设计与计算11－114

4.1 板弹簧的近似计算公式11－114

4.2 板弹簧的设计计算公式11－115

4.2.1 叶片厚度、宽度及数目的计算11－116

4.2.2 各叶片长度的计算11－116

4.2.3 板弹簧的刚度计算11－118

4.2.4 板弹簧在自由状态下弧高及曲率半径的计算11－119

4.2.5 叶片在自由状态下曲率半径及弧高的计算11－119

4.2.6 装配后的板弹簧总成弧高的计算11－119

4.2.7 板弹簧元件的强度验算11－119

5 板弹簧的技术要求11－121

6 板弹簧计算示例11－122

6.1 叶片厚度、宽度及数目的计算11－122

6.2 叶片长度的计算11－123

6.3 板弹簧的刚度11－124

6.4 板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径11－124

6.5 叶片预应力的确定11－124

6.6 装配后板弹簧总成弧高及曲率半径的计算11－125

6.7 板弹簧各叶片应力的计算11－126

6.8 板弹簧工作图11－126

7 板弹簧应用实例11－128

第12章 发条弹簧11－129

1 发条弹簧的类型、结构及应用11－129

2 螺旋形发条弹簧11－131

2.1 发条弹簧的工作特性11－131

2.2 螺旋形发条弹簧的计算公式11－131

2.3 发条弹簧材料11－132

2.4 发条弹簧设计参数的选取11－133

2.5 螺旋形发条弹簧计算示例11－133

2.6 带盒螺旋形发条弹簧典型结构及应用实例11－135

3 S形发条弹簧11－135

3.1 S形发条弹簧计算公式11－135

3.2 S形发条弹簧计算示例11－136

第13章 游丝11－138

1 游丝的类型及用途11－138

2 游丝的材料11－138

3 游丝的计算公式11－139

4 游丝参数的选择11－139

5 游丝的尺寸系列11－140

6 游丝座的尺寸系列11－141

7 游丝的技术要求11－141

8 游丝端部固定型式11－141

9 游丝计算示例11－142

10 游丝的应用实例11－142

第14章 扭杆弹簧11－144

1 扭杆弹簧的结构、类型及应用11－144

2 扭杆弹簧的材料和许用应力11－145

3 扭杆弹簧的计算公式11－145

4 扭杆弹簧的端部结构和有效长度11－147

4.1 扭杆弹簧的端部结构11－147

4.2 扭杆弹簧的有效工作长度11－148

5 扭杆弹簧的技术要求11－148

6 扭杆弹簧计算示例11－148

7 扭杆弹簧应用实例11－149

第15章 弹簧的特殊处理及热处理11－151

1 弹簧的特殊处理11－151

1.1 弹簧的立定处理和强压处理11－151

1.1.1 立定处理11－151

1.1.2 加温立定处理11－151

1.1.3 强压（扭)处理11－152

1.1.4 加温强压(扭)处理11－153

1.2 弹簧的喷丸处理11－153

1.2.1 喷丸处理的目的11－153

1.2.2 喷丸设备及弹丸11－153

1.2.3 弹丸种类及喷丸强度11－154

1.2.4 喷丸处理后的回火11－154

1.2.5 喷丸处理对弹簧其他性能的影响11－154

2 弹簧的热处理11－154

2.1 弹簧热处理目的、要求和方法11－154

2.2 预备热处理11－155

2.2.1 常用碳素弹簧钢和合金弹簧钢的预备热处理工艺11－155

2.2.2 不锈弹簧钢的预备热处理工艺11－155

2.2.3 铜合金弹簧材料的预备热处理11－155

2.3 消应力回火11－155

2.3.1 常用弹簧钢材料消应力回火处理规范11－155

2.3.2 消应力回火温度对弹簧力学性能的影响11－156

2.3.3 消应力回火的温度和保温时间对拉伸弹簧初拉力的影响11－157

2.4 淬火和回火11－157

2.4.1 常用弹簧材料的淬火和回火处理规范11－157

2.4.2 淬火和回火处理的注意事项11－157

2.5 等温淬火11－158

2.5.1 等温淬火的目的11－158

2.5.2 常用弹簧钢的等温淬火工艺11－158

2.6 不锈弹簧钢的热处理11－158

2.6.1 不锈钢热处理的方法与选择11－158

2.6.2 不锈弹簧钢的固溶热处理11－159

2.6.3 奥氏体不锈弹簧钢稳定化回火处理11－159

2.6.4 马氏体不锈弹簧钢的热处理11－159

2.6.5 沉淀硬化不锈弹簧钢的热处理11－160

2.7 铜合金弹簧材料的热处理11－160

2.7.1 锡青铜的热处理11－160

2.7.2 铍青铜的热处理11－161

2.7.3 硅青铜线的热处理11－161

2.8 热处理对弹簧外形尺寸的影响11－161

第16章 橡胶弹簧11－163

1 橡胶弹簧的特点与应用11－163

2 橡胶弹簧材料11－163

2.1 橡胶材料的剪切特性11－164

2.2 橡胶材料的拉压特性11－164

2.3 橡胶材料的剪切弹性模量G及弹性模量E11－164

2.4 橡胶弹簧的表观弹性模量Ea11－164

3 橡胶弹簧的许用应力及许用应变11－165

4 橡胶弹簧的计算公式11－165

4.1 橡胶压缩弹簧计算公式11－165

4.2 橡胶压缩弹簧的稳定性计算公式11－166

4.3 橡胶剪切弹簧计算公式11－166

4.4 橡胶扭转弹簧计算公式11－167

4.5 橡胶弯曲弹簧计算公式11－168

4.6 橡胶组合弹簧计算公式11－169

4.7 橡胶弹簧不同组合型式的刚度计算11－170

5 橡胶弹簧的计算示例11－171

6 橡胶弹簧的应用实例11－173

第17章 橡胶－金属螺旋复合弹簧（简称复合弹簧）11－175

1 橡胶－金属螺旋复合弹簧的优点11－175

2 橡胶－金属螺旋复合弹簧的结构型式11－175

3 橡胶－金属螺旋复合弹簧的设计11－176

3.1 模具设计11－176

3.2 金属螺旋弹簧设计11－177

3.3 橡胶弹簧设计11－177

4 橡胶－金属螺旋复合弹簧的主要计算公式11－177

5 橡胶－金属螺旋复合弹簧尺寸系列11－178

6 橡胶－金属螺旋复合弹簧的选用11－179

7 橡胶－金属螺旋复合弹簧的技术要求11－179

8 复合弹簧应用实例11－179

第18章 空气弹簧11－180

1 空气弹簧的特点11－180

2 空气弹簧的类型11－180

2.1 囊式空气弹簧11－180

2.2 约束膜式空气弹簧11－180

2.3 自由膜式空气弹簧11－181

3 空气弹簧的刚度计算11－181

3.1 空气弹簧垂直刚度计算11－182

3.2 空气弹簧横向刚度计算11－183

3.2.1 囊式空气弹簧11－183

3.2.2 膜式空气弹簧11－184

4 空气弹簧计算示例11－185

5 德国CONTI空气弹簧系列11－185

6 空气弹簧的应用实例11－186

第19章 膜片11－189

1 膜片的类型与用途11－189

2 膜片材料及性能11－190

3 平膜片的设计计算11－190

3.1 小位移平膜片的计算公式11－190

3.2 大位移平膜片的计算公式11－191

4 平膜片计算示例11－192

5 波纹膜片的计算公式11－193

6 波纹膜片计算示例11－194

7 膜片尺寸系列11－197

8 膜盒尺寸系列11－198

9 膜片应用实例11－200

第20章 波纹管11－201

1 波纹管的类型与用途11－201

2 波纹管的材料11－202

3 无缝波纹管计算公式11－202

4 波纹管计算示例11－208

5 波纹管尺寸系列11－209

5.1 型式及材料11－209

5.2 波纹管尺寸和基本参数11－209

6 波纹管应用实例11－214

第21章 压力弹簧管11－215

1 压力弹簧管的类型与用途11－215

2 压力弹簧管的材料11－216

3 压力弹簧管计算公式11－216

4 压力弹簧管计算示例11－217

5 压力弹簧管的尺寸系列11－218

参考文献11－220

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